Хромофорни групи, функции и приложения



на хромофори те са елементите на атома на молекулата, отговорна за цвета. В това отношение те са носители на различни електрони, които след като се стимулират от енергията на видимата светлина, отразяват обхвата на цветовете.

На химическо ниво, хромофорът е отговорен за установяване на електронния преход на лентата на абсорбционния спектър на вещество. В биохимията той е отговорен за абсорбцията на светлинната енергия, участваща в фотохимичните реакции.

Цветът, възприет чрез човешкото око, съответства на неабсорбираните дължини на вълните. По този начин цветът е следствие от предаваното електромагнитно излъчване.

В този контекст хромофорът представлява частта от молекулата, отговорна за абсорбцията на дължини на вълната на видимия обхват. Какво влияе на отразената дължина на вълната и по този начин на цвета на елемента.

Абсорбцията на ултравиолетовото излъчване се основава на дължината на вълната, получена от промяната на енергийното ниво на електроните и състоянието на приемане: възбудено или базално. В действителност, молекулата придобива определен цвят, когато улавя или предава определени видими дължини на вълните.

индекс

  • 1 Хромофорни групи
  • 2 Механизъм и функция
    • 2.1 Auxchromes 
  • 3 Как се променя цвета?
  • 4 Приложение
  • 5 Препратки

Хромофорни групи

Хромофорите са организирани във функционални групи, отговорни за абсорбирането на видимата светлина. Хромофорите обикновено са образувани от двойни връзки въглерод-въглерод и тройни връзки (-С = С-): като карбонилна група, тиокарбонилна група, етиленова група (-С = С-), иминогрупа (С = N), нитро група, азотна група (-N = О), азо група (-N = N-), диазо група (N = N), азокси група (N = NO), азометинова група, дисулфидна група (-S = S-), и ароматни пръстени като парахинон и ортохинон.

Най-често срещаните хромофорни групи са:

  • Етиленови хромофори: Ar- (CH = CH) n-Ar; (N≥4)
  • Азо хромофори: -R-N = N-R
  • Ароматни хромофори:
    • Производни на трифенилметан: [Ar3CH]
    • Производни на антрахинон
    • фталоцианини
    • Хетероароматни производни

Хромофорните групи представят електрони, резониращи на определена честота, които непрекъснато улавят или излъчват светлина. Веднъж прикрепени към бензенов пръстен, нафталин или антрацен, те подсилват поемането на радиация.

Въпреки това, тези вещества изискват включване на молекули от групи на ауксокромос, за да се засили оцветяването, фиксирането и усилването на ролята на хромофорите..

Механизъм и функция

На атомно ниво, електромагнитното излъчване се абсорбира, когато се извършва електронна трансформация между две орбитали с различни енергийни нива.

Когато се открият в покой, електроните се намират в определена орбита, когато поглъщат енергия, електроните преминават в по-висока орбитала и молекулата преминава в възбудено състояние.

В този процес е представена енергийна разлика между орбиталите, която представлява погълнатите дължини на вълните. В действителност, енергията, погълната по време на процеса, се освобождава и електронът преминава от възбудено състояние към първоначалната си форма.

В резултат на това, тази енергия се отделя по различни начини, като е най-често срещана във формата на топлина или чрез отделяне на енергия чрез дифузия на електромагнитно излъчване..

Това явление на луминесценция е често срещано във фосфоресценция и флуоресценция, където една молекула е осветена и придобива електромагнитна енергия, движеща се до възбудено състояние; като се върне към базалното състояние, енергията се освобождава чрез излъчване на фотони, т.е. излъчваща светлина.

auxochrome 

Функцията на хромофорите е свързана с auxocromos. Auxocromo представлява група от атоми, които, съчетани с хромофор, модифицират дължината на вълната и интензивността на абсорбцията, като влияят на начина, по който този хромофор абсорбира светлината.

Само един сукром не може да произведе цвят, но прикрепен към хромофора има способността да засили своя цвят. В природата най-често срещаните аукшроми са хидроксилни групи (-ОН), алдехидна група (-СНО), амино група (-NH2), метилмеркаптанова група (-SCH3) и халогени (-F, -Cl, -Br, -I).

Функционалната група на ауксокромите представя една или повече двойки налични електрони, които, когато се присъединят към хромофора, модифицират абсорбцията на дължината на вълната.

Когато функционалните групи са конюгирани директно с Pi системата на хромофора, абсорбцията се усилва, тъй като дължината на вълната, която улавя светлината, се увеличава.

Как се променя цвета?

Една молекула представлява цвят в зависимост от честотата на абсорбираната или излъчваната дължина на вълната. Всички елементи имат характерна честота, наречена естествена честота. 

Когато дължината на вълната е честота, подобна на естествената честота на даден обект, тя се усвоява по-лесно. В това отношение този процес е известен като резонанс.

Това е феномен, чрез който една молекула улавя радиация с честота, подобна на честотата на движението на електроните на собствената му молекула..

В този случай хромофорът се намесва, елемент, който улавя енергийната разлика между различните молекулни орбитали, които са в светлинния спектър, по такъв начин молекулата е оцветена, защото улавя определени цветове на видимата светлина..

Интервенцията на ауксокромоса предизвиква трансформация на естествената честота на хромофора, така че цветът се променя, в много случаи цветът се усилва.

Всеки auxocromo произвежда определени ефекти върху хромофорите, модифицирайки честотата на абсорбция на дължини на вълните на различни части от спектъра..

приложение

Поради способността си да придава цвят на молекулите, хромофорите имат различни приложения при производството на багрила за хранителната и текстилната промишленост..

В действителност, оцветителите имат една или повече хромофорни групи, които определят цвета. Също така, трябва да имате auxocromos групи, които позволяват потенциал и фиксират цвета на елементите, които ще цвят.

Индустрията на изработване на продукти за оцветяване разработва конкретни продукти на базата на специфични спецификации. За всякакъв материал е създадена безкрайност от специални промишлени багрила. Устойчив на различни обработки, включително продължително излагане на слънчева светлина и продължително измиване или неблагоприятни условия на околната среда.

Затова производителите и индустриалците играят с комбинацията от хромофори и ауксхроми, за да проектират комбинации, които осигуряват боя с по-голяма интензивност и съпротива при ниски разходи..

препратки

  1. Хромофор (2017) IUPAC Сборник по химична терминология - Златна книга. Изтеглено от: goldbook.iupac.org
  2. Сантяго V. Луис Лафуенте, Мария Изабел Бургуете Аскарате, Белен Алтава Бенито (1997) Въведение в органичната химия. Universitat Jaume I. D.L. изд. IV. Títol. V. Série 547. ISBN 84-8021-160-1
  3. Sanz Tejedor Ascensión (2015) Производството на багрила и пигменти. Органична органична химия. Училище за индустриално инженерство Валядолид. Възстановен в: eii.uva.es
  4. Shapley Patricia (2012) Абсорбираща светлина с органични молекули. Chemistry 104 Index. Университет на Илинойс. Възстановен: chem.uiuc.edu
  5. Пеняфиел Сандра (2011) Влияние на омекотяването с основи на мастни киселини в промяната на нюанса в 100% памучни тъкани, оцветени с реактивни багрила с ниска реактивност. Цифрово хранилище Технически университет на Севера. (Теза на степента).
  6. Reusch William (2013) Видима и ултравиолетова спектроскопия. IOCD Международна организация за химически науки в развитието. Възстановен на: chemistry.msu.edu